[發明專利]一種半導體芯片的制造方法

在審

• 申請號: 202310383244.1
• 申請日: 2023-04-01
• 公開（公告）號: CN116404002A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 王海強;何昌;蔣禮聰;袁秉榮;陳佳旅;張光亞
• 申請（專利權）人: 深圳市美浦森半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 深圳市中融創智專利代理事務所(普通合伙) 44589
• 代理人: 李朦;葉垚平

1.一種半導體芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

在半導體基片上生長硬掩模介質層，所述半導體基片包括濃摻雜的半導體襯底和淡摻雜的外延層，所述硬掩模介質層包括第一氧化硅、第一氮化硅；

采用光刻、刻蝕工藝，去除第一設定區域的硬掩模介質層；

以硬掩模介質層為阻擋層，采用刻蝕工藝，在半導體基片之中形成第一溝槽；

采用熱氧化工藝，在第一溝槽之中生長第二氧化硅；

去除第一氮化硅，生長第二氮化硅；

采用光刻、刻蝕工藝，去除第二設定區域的第二氮化硅和第一氧化硅；第二設定區域為預設溝槽型半導體芯片元胞的區域；

以第二氮化硅為阻擋層，采用刻蝕工藝，在半導體基片之中形成第二溝槽；

去除第二氮化硅；采用熱氧化工藝，在所述第二溝槽之中生長厚度為10～100納米的第三氧化硅；

淀積未摻雜的多晶硅；

對所述多晶硅進行第一離子注入摻雜，在所述多晶硅的表層形成第一摻雜多晶硅；

采用光刻、離子注入工藝，對第三設定區域的多晶硅進行第二離子注入摻雜，在所述多晶硅的表層形成第二摻雜多晶硅；第三設定區域包括第二設定區域，第三設定區域與第一設定區域不重疊；

高溫退火，所述多晶硅表層的第一摻雜多晶硅、第二摻雜多晶硅中的摻雜物向多晶硅底部擴散，將所述多晶硅擴透，形成從表層至底層均勻分布的第一摻雜多晶硅、第二摻雜多晶硅；

在第一設定區域即所述第一溝槽中的多晶硅為第一摻雜多晶硅，在第二設定區域即所述第二溝槽中的多晶硅為第二摻雜多晶硅；

采用化學機械研磨工藝，去除高出所述第一氧化硅上表面的第一摻雜多晶硅和第二摻雜多晶硅，保留所述第一溝槽中的第一摻雜多晶硅和所述第二溝槽中的第二摻雜多晶硅；

采用離子注入、退火工藝，形成體區；

采用光刻、離子注入、退火工藝，形成源區，以及同步在第四設定區域形成第三摻雜多晶硅，所述第四設定區域位于第一設定區域中；

采用光刻、刻蝕工藝，形成第一接觸孔，第二接觸孔，第三接觸孔，第一接觸孔用于引出溝槽型半導體芯片的源區，第二接觸孔和第三接觸孔分別用于引出靜電保護電路即多晶硅二極管的兩端；

所述采用熱氧化工藝，在第一溝槽之中生長第二氧化硅，第二氧化硅的厚度為150～600納米，遠遠大于第三氧化硅的厚度，小于所述第一溝槽的深度。

2.根據權利要求1所述的一種半導體芯片的制造方法，其特征在于，所述第一氧化硅的厚度為20～30納米，所述第一氮化硅的厚度為200～400納米。

3.根據權利要求1所述的一種半導體芯片的制造方法，其特征在于，所述以硬掩模介質層為阻擋層，采用刻蝕工藝，在半導體基片之中形成第一溝槽，所述第一溝槽的深度為600～2000納米，寬度為150～200微米，所述第一溝槽的寬度大于所述硬掩模介質層的刻蝕寬度。

4.根據權利要求1所述的一種半導體芯片的制造方法，其特征在于：所述多晶硅的厚度大于所述第二氧化硅的上表面至硅平面的臺階高度差，對所述多晶硅進行第一離子注入摻雜，在所述多晶硅的表層形成第一摻雜多晶硅，以及所述采用光刻、離子注入工藝，對第三設定區域的多晶硅進行第二離子注入摻雜，在所述多晶硅的表層形成第二摻雜多晶硅。

5.根據權利要求4所述的一種半導體芯片的制造方法，其特征在于：第一離子注入摻雜為硼，濃度為5E13～2E14個/CM²，形成的第一摻雜多晶硅為P型，第二離子注入摻雜為磷，濃度為4E15～1E16個/CM²，形成的第二摻雜多晶硅為N型；或者

第一離子注入摻雜為磷，濃度為5E13～2E14個/CM²，形成的第一摻雜多晶硅為N型，第二離子注入摻雜為硼，濃度為4E15～1E16個/CM²，形成的第二摻雜多晶硅為P型；

所述第一溝槽中的第一摻雜多晶硅為淡摻雜的多晶硅，在所述第二溝槽中的第二摻雜多晶硅為濃摻雜的多晶硅。